DNA og dets fætter RNA lagrer genetisk information og muliggør liv, som vi kender det - men hvad nu hvis millioner af mindre kendte kemikalier kunne gøre nøjagtigt det samme?
En ny undersøgelse antyder, at mere end 1 million kemiske udseende kunne kode biologisk information på samme måde som DNA. Den nye undersøgelse, der blev offentliggjort 9. september i Journal of Chemical Information and Modelling, kan muligvis pege vejen til nye mål for farmaceutiske lægemidler, forklare hvordan livet først udviklede sig på Jorden og endda hjælpe os med at søge efter livsformer ud over vores planet, forfatterne skrev.
"Det er virkelig spændende at overveje potentialet for alternative genetiske systemer ... at disse muligvis er kommet frem og udviklet sig i forskellige miljøer, måske endda på andre planeter eller måner i vores solsystem," medforfatter Jay Goodwin, en kemiker ved Emory University , sagde det i en erklæring.
Både DNA og RNA, de to kendte typer nukleinsyrer, indeholder kemiske bits kaldet nukleotider, som binder sig sammen i en bestemt rækkefølge og videregiver forskellige data afhængigt af deres sekvens, svarende til individuelle bogstaver i en skriftlig sætning. Nogle naturlige og menneskeskabte molekyler efterligner den grundlæggende struktur af DNA, men før nu havde ingen forsøgt at tælle op, hvor mange af disse look-alikes der måtte eksistere, skrev forfatterne.
"Der er to slags nukleinsyrer i biologien," sagde medforfatter Jim Cleaves, en kemiker ved Tokyo Institute of Technology, i erklæringen. "Vi ønskede at vide, om der er en mere at finde eller endda en million mere."
”Svaret er, der ser ud til at være mange, mange flere, end hvad der var forventet,” sagde Cleaves.
Forfatterne designet et computerprogram til at generere kemiske formler til nukleinsyrelignende molekyler. I DNA kobles nucleotider sammen i forskellige parringer og samles i en linje, så forskerne sørgede for, at deres genererede molekyler kunne dannes på samme måde. I sidste ende sammensatte deres program mere end 1.160.000 forskellige molekyler, der opfyldte disse grundlæggende kriterier.
"Vi blev overrasket over resultatet af denne beregning," sagde medforfatter Markus Meringer, en kemiker ved det tyske luftfartscenter i Köln, i erklæringen. "Det ville være meget vanskeligt at estimere priori, at der er mere end en million nukleinsyre-lignende stilladser. Nu ved vi, og vi kan begynde at undersøge nogle af disse i laboratoriet."
Mængden af look-alikes kan muligvis tydeliggøre historien om, hvordan livet på Jorden blev til, inden DNA og RNA dominerede biologiens verden. Teoretisk set kan evolution have udført "testkørsler" med nogle af disse andre molekyler, før de blev afgjort på nukleinsyrer som de bedste transportører af genetiske data, foreslog forfatterne.
Look-alikes kan også brænde fremtidige medicinske fremskridt, tilføjede de. Lægemidler, der ligner nukleotider, bruges allerede til at undergrave farlige vira og ondartede kræftceller i den menneskelige krop, ifølge erklæringen. Med et bibliotek med strukturelt lignende molekyler til rådighed, kunne lægemiddeludviklere potentielt indtage DNA-look-alikes som et vigtigt våben i kampen mod sygdom.
"Det er absolut fascinerende at tro, at vi ved hjælp af moderne beregningsteknikker kan snuble over nye lægemidler, når vi søger efter alternative molekyler til DNA og RNA, der kan lagre arvelig information," sagde medforfatter Pieter Burger, en biokemiker ved Emory University.
